PULTRUZJA

Proces pultruzji to metoda produkcji ciągłej, w której włókna wzmacniające lub maty są przeciągane przez ogrzewaną matrycę i utwardzane. W tym procesie następuje kształtowanie przy jednoczesnym sieciowaniu żywicy. Proces pultruzji zapewnia maksymalną elastyczność przy projektowaniu profili z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami szklanymi. Możliwe jest wytwarzanie elementów o szerokości do 1200 mm i wysokości do 350 mm. Ze względu na ciągłą produkcję bezprzerwową długości elementów są ograniczone jedynie możliwościami transportowymi lub

możliwości transportowe. Szpule z rowingami i maty szklane są umieszczone na stojaku szpulowym. Rowing można przy tym odciągać od wewnątrz lub z zewnątrz. W przypadku odwijania od zewnątrz za pomocą uchwytów szpulowych na łożyskach kulkowych z mechanicznymi urządzeniami hamującymi zapewnione jest precyzyjne prowadzenie rovingu z naprężeniem wstępnym. Podczas odwijania od wewnątrz rovingi są natychmiast kierowane za regałem szpulowym przez przesuniętą parę stałych prętów.

Prewspięcie rovingu następuje w wyniku tarcia. Rozrywanie powłoki i rozchylanie rovingów. Jeśli rovingi są odwijane bez napięcia wstępnego, ulegają skręceniu, co utrudnia nasączenie żywicąoraz spadek wytrzymałości gotowego profilu. Do podawania materiałów płaskich, takich jak np. włókniny, maty lub tkaniny, służy dodatkowy regał. Jeszcze suchy materiał wzmacniający jest stopniowo zbierany przez kilka zespołów przekierowujących.

W tym celu różne materiały są prowadzone przez ustawione jeden za drugim płyty z wzorem otworów. Wzory te coraz bardziej zbliżają się do pożądanego kształtu profilu. Gwarantuje to, że różne elementy tekstylne nie stykają się ze sobą. Gdy różne materiały wzmacniające znajdą się we właściwym układzie, przechodzą przez jednostkę nasączającą. Następnie są one łączone w ostatecznej pozycji i wprowadzane do formy.

Rozróżnia się trzy różne metody impregnacji: w metodzie wannowej włókna wzmacniające wprowadza się od góry do kąpieli impregnacyjnej z żywicą, a następnie wyciąga. Właściwa impregnacja odbywa się za pomocą kilku rolek kierujących w kąpieli żywicznej. Ta metoda, stosowana również w technologii nawijania, jest prawdopodobnie najpowszechniejszą metodą impregnacji do produkcji profili ciągniętych, zwłaszcza tych o prostych przekrojach.

Metoda przeciągania jest stosowana przede wszystkim przy produkcji profili o skomplikowanych przekrojach. Materiał wzmacniający jest prowadzony przez kąpiel żywicy bez żadnych rolek kierujących. W tym celu po stronie wejściowej i wyjściowej kąpieli montuje się płyty perforowane, które odpowiadają kształtowi profilu. Przez otwory te materiały wzmacniające są wprowadzane do kąpieli żywicznej i z niej wyprowadzane. Wypływająca w ten sposób żywica jest zbierana w wannie i pompowana z powrotem do kąpieli żywicznej.

W procesie wtrysku rovingi i maty są przepuszczane przez narzędzie impregnujące bez zmiany kierunku. Narzędzie to ma kształt wytwarzanego profilu i rozszerza się w środku. Do tej wnęki żywica reakcyjna jest wtryskiwana z obu stron pod ciśnieniem 2–15 barów. W celu lepszego rozprowadzenia żywicy i uniknięcia tzw. W systemie Infeed zastosowano płyty prowadzące, które w uporządkowany sposób doprowadzają impregnowane włókna i maty do narzędzia.

W tym miejscu nadmiar żywicy jest usuwany z materiałów wzmacniających i ponownie wprowadzany do kąpieli żywicznej. Po impregnacji materiałów wzmacniających żywicą są one przeciągane przez ogrzewaną stalową formę kształtującą. W matrycy zintegrowanych jest kilka oddzielnie regulowanych stref ogrzewania i chłodzenia. Materiał nasączony żywicą jest silnie zagęszczany na wejściu do matrycy w celu ukształtowania. Żywica wpływa do matrycy w stanie zimnym.

Wzrost temperatury w stalowej formie utrzymywanej w stałej temperaturze uruchamia reakcję żywicy. System matrycy termoutwardzalnej przybiera postać żelową. W tej fazie profil jest formowany, kalibrowany do wymiarów końcowych i utwardzany. Energia uwalniana podczas utwardzania musi zostać odprowadzona przez odcinek chłodzący – tworzywa sztuczne są bardzo słabymi przewodnikami ciepła. Z tego powodu należy zapewnić, aby – zwłaszcza w przypadku profili o grubych ściankach – temperatura wewnątrz profilu nie wzrosła w wyniku reakcji egzotermicznej do niedopuszczalnie wysokiego poziomu, co mogłoby spowodować pogorszenie właściwości mechanicznych.

Najważniejszymi parametrami procesu w tej fazie są prędkości wyciągania oraz temperatura utwardzania. Inne czynniki wpływające na jakość półproduktów to zachowanie systemów matrycowych podczas skurczu, lepkość żywicy i kinetyka reakcji, a także zawartość włókien, która może wynosić do 70 procent masowych. Zadaniem urządzenia wyciągającego jest wyciągnięcie profilu z matrycy. Najczęściej stosuje się w tym celu pary chwytaków, które na przemian chwytają profil, wyciągają go, a następnie cofają do pozycji wyjściowej (wyciąganie posuwisto-zwrotne).

Siły wyciągania, które powstają podczas przeciągania laminatu przez kąpiel impregnacyjną i matrycę, mogą być bardzo duże, dlatego w laminacie musi znajdować się wystarczająca ilość rovingów. Rovingi działają praktycznie jak pręty rozciągające. Siły rozciągające zależą przede wszystkim od pola przekroju i obwodu, docelowej zawartości włókien, geometrii, położenia i zasięgu fazy żelowej w narzędziu, prędkości wyciągania oraz oporów wynikających z zmian kierunku.

Za pomocą piły poruszającej się synchronicznie profile są cięte na żądaną długość. Żywica (czas żelowania) Materiał wzmacniający